犬繁殖育種面臨的挑戰(zhàn)

犬繁殖育種面臨的挑戰(zhàn)

狗是人類最古老的動(dòng)物之一。因?yàn)槿哂谐瑥?qiáng)的記憶力,領(lǐng)地習(xí)性,群居習(xí)性等特性,使得犬在軍警、導(dǎo)盲、寵物等方面扮演著舉足輕重的角色。然而犬獨(dú)特的生殖生理,以及對(duì)其卵巢和輸卵管環(huán)境缺乏準(zhǔn)確的了解,使人們對(duì)犬的認(rèn)識(shí)還停留在表面上,繁殖育種技術(shù)相對(duì)處于落后狀態(tài)。犬的現(xiàn)代繁殖育種技術(shù)包括精液冷凍與人工授精、發(fā)情調(diào)控、胚胎體外培養(yǎng)和移植、克隆及轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)。這些技術(shù)在提高繁殖力,加速品種改良,保護(hù)犬種資源等方面都有重要的意義。1建立人工授精犬的人工授精是將人工采集的公犬精液輸入母犬生殖器官內(nèi),使精卵結(jié)合,從而達(dá)到繁殖后代的目的。早在1880年,意大利生理學(xué)家Spallanzani就已經(jīng)掌握了這項(xiàng)技術(shù),用19g精液給母犬輸精并成功產(chǎn)出3只小狗。從犬的冷凍精液成功受孕產(chǎn)仔以來,犬精液冷凍成為繼采精、精液品質(zhì)檢測(cè)、稀釋之后在犬繁殖中不可或缺的一部分,其最高受孕率可達(dá)92%。國(guó)外一些大學(xué)和養(yǎng)犬俱樂部建立了犬精子庫(kù),提供繁殖配種服務(wù)。Kim等研究表明,對(duì)犬采用冷凍精液方法進(jìn)行子宮腔內(nèi)人工授精(懷孕率為100%)比陰道內(nèi)受精(懷孕率為20%)效果好。人工授精技術(shù)有助于某些交配難度大的公母犬順利繁殖后代,如公母犬體型差距過大、公犬過猛以及名貴母犬等;另外人工授精可提高種公犬的利用率,便于長(zhǎng)途運(yùn)輸,建立基因庫(kù),避免配種過程中出現(xiàn)相互撕咬等等。在國(guó)外已建有商業(yè)性質(zhì)的犬精子庫(kù),但在國(guó)內(nèi)尚未見有關(guān)建立犬冷凍精液庫(kù)的報(bào)道。2人工誘導(dǎo)感染犬屬于單次發(fā)情動(dòng)物,區(qū)別于其他哺乳動(dòng)物的主要特點(diǎn)是它的乏情期長(zhǎng)。而通過外源激素誘導(dǎo)的方法可大大縮短它的乏情期。國(guó)內(nèi)外犬發(fā)情的外源性激素大致包括:雌激素、促性腺激素釋放激素、促性腺激素、孕馬血清促性腺激素、多巴胺激動(dòng)劑等。1939年以來,國(guó)外已經(jīng)有超過40種的激素類處理組方用于誘導(dǎo)犬的發(fā)情。譚建華等采用聯(lián)用的方法觀察PGF2ɑ、eCG與hCG等3種激素對(duì)母犬發(fā)情、卵泡發(fā)育及胚胎著床的影響,發(fā)現(xiàn)它們可以縮短休情期,增加胚胎數(shù)量,提高母犬生殖率。邢華等采用少量多次肌肉注射孕馬血清促性腺激素(PMSG),并于陰道涂片角質(zhì)化大于80%后給予500IUhCG,配種后發(fā)現(xiàn)PMSG與hCG共同作用于乏情期犬和青年不發(fā)情犬的效果明顯。人工誘導(dǎo)發(fā)情具有重要的意義。與自然配種相比,發(fā)情調(diào)控可增加后代胎次,提高母犬繁殖率與利用率,另外,誘導(dǎo)母犬同時(shí)發(fā)情,可集約化組織生產(chǎn),節(jié)約培育時(shí)間,提高管理效率,產(chǎn)生更大的實(shí)用價(jià)值。3胚胎的移植胚胎移植是將良種雌性動(dòng)物配種后的早期胚胎,或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育成為新個(gè)體。影響胚胎移植效率的主要因素有:胚胎質(zhì)量、胚胎發(fā)育階段、移植的位置以及母畜的生殖狀況。最早的胚胎移植實(shí)驗(yàn)是1990年Heape在英國(guó)劍橋大學(xué)所做的兔子胚胎移植。1977年Kinney等最早報(bào)道了犬受精卵的成功移植。日本Tsutsui等采用子宮切除術(shù)和子宮沖洗術(shù)分別收集犬胚胎,回收率前者(97.1%)高于后者(42.5%)。孫秀青等發(fā)現(xiàn)采用孕激素和前列腺素配合處理,促成供、受體母犬同期發(fā)情,配種后運(yùn)用輸卵管和子宮角回收法回收胚胎,通過輸卵管可進(jìn)行犬的胚胎移植。胚胎移植被認(rèn)為是繼家畜人工授精技術(shù)之后家畜繁殖領(lǐng)域的第二次革命。胚胎移植可以使優(yōu)良母犬的遺傳資源得到開發(fā),加速動(dòng)物品種的改良,充分發(fā)揮種犬的利用價(jià)值以及有利于疾病的防控。4動(dòng)物的誘導(dǎo)發(fā)育克隆是一種人工誘導(dǎo)的無性生殖方式,是將供體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中,利用微電流等刺激兩者的融合,促使其分裂繁殖,再植入動(dòng)物子宮內(nèi)發(fā)育與提供細(xì)胞核者基因相同的動(dòng)物。犬的特殊繁殖生理學(xué)特性以及在未成熟階段開始排卵的特點(diǎn),使得克隆犬是一件非常困難的事情。直至2005年,韓國(guó)首爾大學(xué)黃禹錫等通過采用成熟的卵細(xì)胞,完成了體外培養(yǎng),培育出阿富汗獵犬品種Snuppy。動(dòng)物的繁育是由兩性生殖細(xì)胞完成的,克隆的方法打破了亙古不變的自然規(guī)律。但是克隆的技術(shù)還不完善,有賴于犬的卵母細(xì)胞的體外受精及誘導(dǎo)同期發(fā)情技術(shù)的提高。5以基因序列為導(dǎo)向的基因育種技術(shù)20世紀(jì)80年代以來發(fā)展的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)是指通過轉(zhuǎn)基因手段從分子水平上將已知的外源基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞并穩(wěn)定整合到基因組中,使其得以表達(dá)的技術(shù)。2009年韓國(guó)首爾大學(xué)李炳春(Byeong-ChunLee)研究小組通過使用一種逆轉(zhuǎn)錄酶病毒熒光基因植入到成纖維細(xì)胞,然后再轉(zhuǎn)到去核的卵細(xì)胞中并成功培育出5只轉(zhuǎn)基因的克隆犬。這5只比格犬在紫外光線上呈現(xiàn)出紅色熒光。轉(zhuǎn)基因犬的問世具有里程碑的意義,可通過犬的基因序列改良來作為人類癌癥的動(dòng)物模型。美國(guó)斯坦福大學(xué)遺傳學(xué)家格雷格-巴什(GregBarsh)將犬作為人類疾病的研究模型,培育轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)犬顯示克隆與轉(zhuǎn)基因技術(shù)可應(yīng)用于這些哺乳動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種技術(shù)可通過改造動(dòng)物本身的基因組,提高動(dòng)物的遺傳本質(zhì),改良或改造動(dòng)物,從而推動(dòng)動(dòng)物育種進(jìn)入更高層次的育種階段———基因工程育種。雖然轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究取得了許多突破性進(jìn)展,但許多基因的結(jié)構(gòu)、功能、表達(dá)和調(diào)控機(jī)理尚不清楚,還存在轉(zhuǎn)基因表達(dá)水平低以及轉(zhuǎn)基因在宿主基因組中的行為難以控制等問題。6犬科動(dòng)物的繁殖與育種由于犬的特殊生殖生理結(jié)構(gòu),犬的繁殖育種技術(shù)發(fā)展還相對(duì)滯后,但是我們?nèi)韵嘈烹S著育種與繁殖新技術(shù)的不斷